Анализ лакокрасочные материалы

                           СОДЕРЖАНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ

1ОБЩАЯ КЛАСИФИКАЦЫЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

           1.1Классификация и характеристика олиф

               1.2 Классификация и характеристика лаков

                             1.3 Маркировка

2 СОСТАВ И СВОЙСТВА ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

3 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

  3.1Технология изготовления олиф

              3.2Технология изготовления  лаков

4 ОБЛАСТИ И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ОЛИФЫ И ЛАКОВ

5 ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

  5.1Требования к качеству лаков

  5.2Требования к качеству олиф

ВЫВОД

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ:

     Цель  курсовой работы – анализировать ЛКМ (олифы и лаки).Их состав, свойства,технологии изготовления,области и условия применения,требования к качеству .

     Актуальность  темы:лаки и олифы применяются в строительстве для покраски деревянных и металических поверхностей а также мебели.

     Лакокрасочный материал - продукт, обладающий способностью при нанесении тонким слоем на изделие образовывать на поверхности  защитную или декоративную пленку (покрытие). Основные лакокрасочные материалы классифицируются по виду, по химическому составу и по преимущественному назначению материала. К лакокрасочным материалам относятся эмали, краски, лаки, грунтовки, шпатлевки,олифы.

     Историки  считают, что слово "лак" родилось на полуострове Индостан. Именно там  был изобретен первый лак - шеллак, изготовленный на основе смолистых  выделений насекомых, обитающих  в огромных количествах на тропических  деревьях. Буквально слово "лак" означало "сто тысяч".

     Лаки - это почти идеальный материал, создающий надежное препятствие разрушению, проникновению воды и пыли и позволяющий сохранить внешний вид любого материала.

     Что же, собственно, такое лак? Целью  любых лакокрасочных работ является защита поверхности тонкой пленкой  из вещества на основе органического или неорганического полимера. Лак от прочих подобных покрытий (красок, грунтовок и т. д.) отличается тем, что пленка в данном случае прозрачная, не скрывающая поверхности. Это - официальное определение лака.

     Естественным  пленкообразователем (тем, что остается на поверхности после испарения  растворителя) может выступать то же растительное масло, подвергнутое специальной  обработке, смолы натурального происхождения (янтарь, канифоль и т. п.), специально обработанная целлюлоза и пр. Синтетических пленкообразователей, используемых в производстве лаков, гораздо больше. Это алкидные, эпоксидные и другие смолы, карбомидо- и меламиноформальдегидные вещества и т. д. В лаки часто вводят красящие вещества - для придания поверхности какого-либо оттенка.

     Другим  важным элементом лакокрасочного покрытия является растворитель или разбавитель. Для лаков используются органические растворители или вода. Лаки на водной основе, кстати, в последнее время становятся все более популярными: они быстро сохнут и, что важно для многих, не имеют никакого запаха. Также применяются различные химические добавки - отвердители, ускорители, сиккативы и прочие вещества, благодаря которым лак быстрее застывает, становится более прочным и стойким, ровнее ложится.

     Сиккативы - это соединения металлов (свинец, марганец и т. п.) с органическими кислотами. Сиккативы влияют на скорость высыхания  лака. Однако введение большого количества подобного вещества может привести к преждевременному старению покрытий. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1ОБЩАЯ КЛАСИФИКАЦЫЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

     Лакокрасочные товары предназначены для получения защитных и декоративных покрытий на металлах, древесине и строительных композиционных конструкциях, Такие покрытия обладают водоотталкивающими свойствами, предохраняя материалы от разрушения (гниения древесины, коррозии металлов и др.), а также играют активную роль в формировании цветовой гармонии интерьеров.

     Лаки  — растворы пленкообразующих веществ, которые после удаления из лака в процессе сушки растворителей в результате реакций окисления, полимеризации, поликонденсации или других химических процессов образуют лаковую пленку. Пленкообразующими компонентами могут быть природные и синтетические смолы, высыхающие масла, эфиры целлюлозы и их композиции.

     Из  природных смол используют шеллак, канифоль. Шеллак получают очисткой гуммилака, выделяемого некоторыми насекомыми в лесах Юго-Восточной Азии, в виде хрупких чешуек от светло-лимонного до темно-коричневого цвета. Шеллак применяют в виде спиртового раствора. При 35 °С шеллак теряет хрупкость и плавится при 80 °С; при продолжительном нагревании полимеризуется и переходит в неплавкое и нерастворимое состояние.

     Канифоль  получают из живицы хвойных деревьев в виде хрупкого стекловидного вещества от желтого до коричневого цвета. Для устранения липкости канифоль сплавляют с глицерином. Смола растворяется в спирте, бензине, бензоле, ацетоне, маслах и обладает водоустойчивыми свойствами.

     Олифами называются маслянистые вещества, приготовляемые на основе растительных масел и некоторых искусственных органических продуктов, способные образовывать при высыхании твердые и эластичные пленки. Они применяются при грунтовании поверхности перед окраской, а также в смеси с красочными пигментами (при приготовлении масляных красок) и с различными смолами (при изготовлении масляно-смоляных лаков и эмалей).

     Растительные  масла, используемые в лакокрасочном 
производстве, по их способности к высыханию условно 
подразделяются на три группы: высыхающие, полувысы- 
хающие и невысыхающие. 

     Высыхающие  масла. Эти масла обладают свойством образовывать при высыхании блестящие, прочные, неплавкие и неразмягчающиеся пленки, характеризующиеся высокой влагостойкостью и почти не растворимые в органических растворителях.

     Важнейшими  и наиболее распространенными представителями этой группы являются льняное, конопляное и перилловое масла. Менее распространено тунговое (древесное) масло. Последнее высыхает с наибольшей скоростью и дает наиболее прочную пленку.

     Льняное масло получают из семян льна, а  конопляное — из семян конопли. В  семенах льна и конопли содержится до 30-35% масла. Льняное масло — наиболее ценное сырье для производства олиф и масляных лаков. Конопляное масло сохнет медленнее, чем льняное, и дает более темную пленку.

     Перилловое  масло получают из семян однолетнего  растения — периллы, произрастающего главным образом на Украине и на Кавказе. По составу и свойствам оно приближается к льняному маслу.

     Тунговое (древесное) масло извлекают из плодов тунгового дерева, содержащих до 50% масла. Тунговое дерево культивируется, главным образом, в Японии, Китае, на Кавказе. Масло имеет светло- или темно-желтый цвет и резкий, неприятный запах, содержит ядовитые вещества.

     Полувысыхающие  или частично высыхающие масла. Они составляют наиболее обширную группу, в которую входят растительные масла, резко отличающиеся друг от друга скоростью высыхания: от довольно высокой — у подсолнечного, соевого масла до весьма низкой — у хлопкового и оливкового.

     Невысыхающие  масла. К ним относится касторовое масло, получаемое из семян клещевины. Оно совершенно не высыхает, поэтому  применяется в качестве смазочного материала и пластификатора. Только после глубокой термической переработки, связанной с дегидратацией и образованием в молекулах масла ненасыщенных связей, касторовое масло становится высыхающем и успешно используется в производстве олиф и масляных лаков.

1.1Классификация и характеристика олиф

     В зависимости от природы основного  пленкообразующего сырья, из которого приготовляют олифы, последние подразделяются на три группы: натуральные, получаемые при переработке преимущественно растительных масел, алкидные — на основе глифталевых и пентафталевых смол, модифицированных маслами, и искусственные, вырабатываемые из искусственных органических пленкообразующих веществ.

     Натуральные олифы подразделяют на обычные (.натуральные) и уплотненные (полунатуральные). Первые получают, главным образом, из высыхающих растительных масел, а вторые — преимущественно из полувысыхающих посредством жесткой термической обработки. При этом происходят глубокие химические изменения веществ, входящих в их состав. Применяются также смеси натуральной и уплотненной олиф. Такие смеси называют комбинированными олифами.

     Сырые растительные масла содержат лишь низкомолекулярные соединения, окисление которых продолжается и в высохшей пленке, имеющей низкую влагостойкость и малую механическую прочность.

     При термической обработке растительных масел образуются более высокомолекулярные соединения, которые сообщают пленкам высокую влагостойкость и повышенные механические свойства. После затвердевания такие пленки окисляются в значительно меньшей степени, чем из сырых масел, а поэтому сохраняют эластичность и длительное время не становятся хрупкими. В то же время эти пленки имеют повышенный блеск. Таким образом, переработка растительных масел в олифы сводится к их термообработке и введению в них сиккативов.

     Натуральные олифы получают исключительно на основе высыхающих растительных масел, главным образом льняного и конопляного. В ряде случаев к льняному или конопляному маслам добавляют некоторое количество полувысыхающих (подсолнечное, хлопковое, соевое) и подвергают их совместной варке.

     Натуральные олифы используют для приготовления  густотертых красок, их разведения до малярной консистенции — для грунтовок, а также приготовления масляных и масляно-смоляных лаков.

     Уплотненные олифы представляют собой продукты глубокой термической переработки  растительных масел, в том числе  полувысыхающих и невысыхающих, и других жидких жиров, содержащие сиккативы и значительное количество растворителей. Растительные масла в этом случае оказываются более уплотненными (с большей вязкостью и более высоким удельным весом), чем при изготовлении обычных натуральных олиф. Получение уплотненных олиф основано, главным образом, на реакциях полимеризации и окисления масел в процессе длительной термической обработки их при высоких температурах, часто с продуванием воздухом. При этом происходят существенные химические изменения, оказывающие влияние на состав и свойства масел. Вследствие этого уплотненные олифы иногда называют полунатуральными.

     Вследствие  высокой вязкости уплотненных масел  их приходится сильно разбавлять органическими растворителями, главным образом бензином-растворителем.

     Существенным  недостатком уплотненных олиф является повышенное содержание свободных жирных кислот, которые со многими минеральными пигментами дают металлические мыла, что служит причиной загустевания красочных составов при их хранении. Вследствие этого уплотненные олифы применяют не для приготовления, а только для разведения густотертых масляных красок до малярной консистенции, а также для других малярных работ. Наибольшее количество уплотненных олиф идет а приготовление масляных лаков. В этом случае обычно получение олифы осуществляется в процессе изготовления раковой основы.

     Для снижения высокой вязкости уплотненные  олифы разбавляют уайт-спиритом (до 45% массы олифы). Содержание в них  уплотненных масел составляет, как  правило, не менее 90% массы нелетучей  части олифы. Ассортимент уплотненных  олиф — льняная полимеризованная, льняная оксидированная (олифа Оксоль) и др.

     К уплотненным олифам относятся льняные  оксидированные (оксоль и оксоль-смесь) и др.

     Алкидные  олифы. Для получения олиф уплотненного типа используют химические процессы переэтерификации полувысыхающих и невысыхающих жиров и масел.

     Получаемые  при этом продукты по существу являются модифицированными (измененными) глифталевыми и пентафталевыми алкиднымн смолами. Пленки их растворов обладают высокой высыхающей способностью, что обусловлено их склонностью к реакциям поликонденсации и полимеризации. В большом количестве они идут для замены натуральной олифы при приготовлении лаков и красок.

     Растворы (50%-ные) модифицированных алкидных смол в уайт-спирите, используемые для  замены натуральных олиф, называются алкидными олифами.

     Важнейшими  разновидностями алкидных олиф являются глифталевые (ГФ) и пентафталевые (ПФ). Покрытия на основе глифталевой олифы отличаются большей долговечностью, чем покрытия на основе олифы ок-соль. Еще более высоким качеством характеризуются пленки пентафталевых олиф. Они имеют более высокие твердость, водостойкость и атмосферостойкость.

     Глифталевые олифы получают обработкой полувысыхающих масел (подсолнечного, рафинированного хлопкового, соевого) глицерином, фталевым ангидридом и сиккативом пря температуре до 240 °С в течение нескольких часов. Затем продукт переэтерификации разбавляют до нужной вязкости бензином-растворителем и используют для разведения густотертых масляных красок и для приготовления масляно-смоляных лаков.

     Пентафталевые олифы (пентоли) получают из свободных ненасыщенных жирных кислот или непосредственно из полувысыхающих растительных масел (хлопкового и др.) обработкой их пентаэритритом при высоких температурах. При этом глицериновый остаток сложных эфиров масла замещается остатком четырехатомного спирта — пентаэритрита, вследствие чего получаемый продукт обладает высокой высыхающей способностью и применяется в производстве лаков и красок вместо тунгового масла и натуральных олиф.

     Алкидные  олифы перспективны, так как их применение приводит к сокращению расхода  ценных пищевых растительных масел (льняного и конопляного) на производство олиф, причем получаемые на их основе пленки обеспечивают более длительную службу покрытий. В связи с этим производство натуральных и уплотненных олиф сокращается. Все более предпочтительными становятся методы химической переработки малоценных растительных масел (переэтерификация, эпоксидирова-ние и др.).

     Искусствеными олифами называют растворы искусственных органических пленкообразующих веществ в органических растворителях (бензине, сольвент-нафте, скипидаре). В качестве пленкообразующих веществ для этих олиф применяются главным образом кальциевые и алюминиевые соли нефтеновых, оксикарбоновых и смоляных кислот, а также производные углеводородов, содержащиеся в отходах после переработки нефти. Указанные соли являются мылами, нерастворимыми в воде, но растворимыми в бензине, скипидаре, сольвентнафте и в некоторых других органических растворителях.

     Искусственные олифы представляют собой жидкости темного цвета. Пленки этих олиф обладают недостаточной прочностью, плохой влагостойкостью и низкой теплостойкостью. Поэтому краски на этих олифах можно применять только для внутренних работ: окраски стен, потолков и предметов, не подвергающихся воздействию воды и температуры выше 50 °С.

     Комбинированные олифы среди полунатуральных  олиф имеют меньше недостатков. Их получают варкой специально подобранной смеси  растительных масел или смешиванием уплотненных олиф с оксидированными и прогретыми высыхающими и полувысыхающими растительными маслами. Они обладают тем преимуществом перед уплотненными олифами, что при затирании с пигментами не загустевают. В результате их можно применять для приготовления густотертых масляных красок. Выпускают комбинированные олифы нескольких марок. Содержание масел в них составляет не менее 70%, растворителей — не более 30%.

     Существует  группа материалов, которые условно  называют синтетическими олифами. Это различные побочные продукты нефтехимических производств,способные при высыхании образовывать пленки. Как правило, это низкокачественные материалы, которые, однако, можно использовать для неответственных работ, пропитки пористых поверхностей, временной защиты и т.д. К числу таких материалов относятся, например, полидиеновые олифы.Из за более низкого качества синтетических олиф по сравнению с натуральными в быту сформировалось отрицательное отношение ко всем синтетическим материалам как к неполноценным заменителям, суррогатам. Поэтому химики, занимающиеся разработкой и изготовлением лакокрасочных материалов, должны на основе глубокого изучения свойств сырья объективно оценить его положительные и отрицательные стороны и дать потребителю рекомендации по применению и эксплуатации этих материалов. Потребители же должны четко следовать данным рекомендациям, поскольку синтетические олифы менее универсальны и области их применения ограничены.В заключение следует отметить, что в некоторых случаях пленкообразователи могут использоваться не только в виде растворов, но и в твердом состоянии. Это порошковые краски, применяемые в промышленности, сухие краски и шпатлевки, поступающие в розничную торговлю.Правда, при использовании в быту перед применением их растворяют в воде или в органических растворителях.

     Таблица1.1-Класификация олиф

1.2Классификация и характеристика лаков

     В зависимости от природы пленкообразующего  вещества лаки подразделяют на следующие группы:

1. масляные или масляно-смоляные, изготовляемые на основе растительных масел и различных естественных и синтетических смол;
2. смоляные лаки — на основе естественных и синтетических смол;

     3)эфироцеллюлозные — на основе эфиров целлюлозы;

     4) асфальтобитумные — на основе  естественных и искусственных асфальтов и битумов.

     Смоляные  и эфироцеллюлозные лаки являются безмасляными, так как не содержат растительных масел; асфальтобитумные лаки приготовляются как без масел, так и с добавкой масел.

     В пределах каждой из групп деление  лаков производится по типу содержащейся в них смолы.

     В зависимости от характера образования  пленки различают следующие группы лаков:

• образующие твердые пленки за счет испарения содержащихся в них летучих растворителей;
• образующие пленки не только за счет испарения растворителей, но и в результате различных химических превращений пленкообразующих веществ.

     К первой из этих групп относится большинство  чисто смоляных лаков, и в частности  спиртовые, нитролаки и асфальтобитумные; ко второй группе — все маслосодержащие лаки и некоторые эпоксидные, не содержащие растворителей, а также лаки на основе термореактивных смол.

     Масляные (масляно-смоляные) лаки

     Масляные, или масляно-смоляные, лаки представляют собой растворы различных смол и  растительных масел с сиккативами  в органических растворителях.

     В производстве этих лаков, в основном, применяют различные синтетические смолы (маслорастворимые фенол-формальдегидные, алкидные и др.). Из естественных смол большое значение имеют продукты переработки канифоли: резинаты кальция и цинка, эфиры канифоли.

     Для изготовления масляных лаков используют переработанные (оксидированные, полимеризованные), а также полувысыхающие подсолнечное, хлопковое и другие масла.

     В качестве растворителей обычно применяют  уайт-спирит, сольвент-нафту и скипидар.

     Масляные  лаки дают лаковые пленки с достаточной  твердостью и эластичностью. Степень твердости пленок обусловлена природой смолы и ее количеством, а эластичность пленок связана с наличием в них масла.

     Алкидо-масляные лаки получают модификацией полиэфирных смол растительными маслами осуществляется путем взаимодействия растительных масел с фталевым ангидридом, глицерином и пентаэритритом при повышенной температуре. При этом происходит переэтерификация растительных масел. Для таких лаков используются пере-этерифицированные олифы: глифталевые и пентоли.

     Ассортимент масляно-смоляных лаков. Различают масляные (масляно-смоляные) лаки общего потребления и лаки специального назначения (промышленные).

     Масляно-смоляные лаки общего потребления представляют собой вязкие прозрачные растворы алкидных и естественных (канифоли) смол, модифицированных растительными маслами. Они бывают от светло-желтого до коричневого цвета и предназначаются для наружных и внутренних покрытий по окрашенным масляными красками дереву и металлам. Ассортимент этих лаков довольно обширен. Различные марки масляно-смоляных лаков отличаются друг от друга по составу и назначению.

     Так, светлые лаки (маркируемые цифрой с буквой С) предназначены для  покрытий по дереву и масляным краскам светлых тонов. Наоборот, лаки с темной окраской (маркируемые цифрой с буквой Т) используются для покрытий темных тонов. Различают отдельные марки лаков для наружных работ, покрытий автомашин, отделочных работ внутри помещения и для мебели.

     Лаки 4С и 4Т предназначены для внутренних покрытий по дереву и масляным краскам, а также для мебели и отделочных работ.

     Лаки 5С и 5Т используются для наружных и внутренних работ по масляной краске и дереву, для покрытий автомашин, мебели и отделочных работ внутри помещения.

     Лаки 6С и 6Т применяются для наружных работ по масляной краске, для покрытия автомашин и металлических изделий, подвергающихся атмосферным воздействиям.

     Лак 8 используется для неответственных  покрытий и отделочных работ внутри помещения.

     Полное  высыхание масляно-смоляных лаков  наступает через 24-48 часов.

     Смоляные  лаки

     Смоляные  лаки — это растворы естественных или синтетических смол в органических растворителях. Для повышения эластичности пленок к смоляным лакам добавляют пластификаторы.

     Высыхание сырой лаковой пленки многих смоляных лаков заканчивается в течение 2-4 часов, т. е. значительно быстрее, чем у масляно-смоляных. Это объясняется тем, что полное высыхание пленки этих лаков достигается уже при испарении растворителей и разбавителей. В зависимости от состава лака высохшая пленка может быть блестящей или матовой.

     Смоляные  лаки бывают:

• на основе алкидных (алкидно-масляных) смол;
• на основе ненасыщенных полиэфирных смол;
• на основе спирторастворимых естественных (шеллака, копала и др.) и синтетических смол (фенолформальде-гидных, аминоальдегидных и др.);
• на основе поливиниловых смол — перхлорвиниловых, вннилацетатных);
• на основе полиакриловых смол;
• кремнийорганические;
• эпоксидные.

     Лаки  на основе алкидных смол. Важнейшими из них являются глифталевые и пентафталевые, получаемые из соответствующих смол путем растворения их в уайт-спирите, сольвент-нафте и др. В лаках применяются преимущественно не чистые, а модифицированные растительными маслами глифталевые и пентафталевые смолы. Следовательно, глифталевые и пентафталевые лаки несколько сходны с масляно-смоляными. Существенное различие состоит, однако, в том, что в обычных масляно-смоляных лаках получается смесь масла со смолой, тогда как в глиф-талевых и пентафталевых лаках молекулы растительного масла химически связаны с фталевым ангидридом и пентаэритрнтом.